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    今天厚職公考給大家?guī)?lái)的是“彩虹原理和變化”考點(diǎn)常識(shí)。

　　彩虹，又稱天弓（客家話）、天虹、絳等，簡(jiǎn)稱虹，是氣象中的一種光學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)太陽(yáng)光照射到半空中的水滴，光線被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩光譜，由外圈至內(nèi)圈呈紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫 七種顏色。事實(shí)上彩虹有無(wú)數(shù)種顏色，比如，在紅色和橙色之間還有許多種細(xì)微差別的顏色，但為了簡(jiǎn)便起見，所以只用七種顏色作為區(qū)別。

　　一、簡(jiǎn)介

　　彩虹，其實(shí)只要空氣中有水滴，而陽(yáng)光正在觀察者的背后以低角度照射，便可能產(chǎn)生可以觀察到的彩虹現(xiàn)象，彩虹最常在下午，雨后剛轉(zhuǎn)天晴時(shí)出現(xiàn)，這時(shí)空氣內(nèi)塵埃少而充滿小水滴，天空的一邊因?yàn)槿杂杏暝贫^暗，而觀察者頭上或背后已沒(méi)有云的遮擋而可見陽(yáng)光，這樣彩虹便會(huì)較容易被看到。另一個(gè)經(jīng)?？梢姷讲屎绲牡胤绞瞧俨几浇谇缋实奶鞖庀卤硨?duì)陽(yáng)光在空中灑水或噴灑水霧，亦可以制造人工彩虹。

　　月虹，又稱晚虹，是一種非常罕見的現(xiàn)象，在月光強(qiáng)烈的晚上可能出現(xiàn)，由于人類視覺在晚間低光線的情況下難以分辨顏色，故此晚虹看起來(lái)好像是全白色。

　　二、原理

　　彩虹是因?yàn)殛?yáng)光射到空中接近球形的小水滴，造成色散及反射而成。陽(yáng)光射入水滴時(shí)會(huì)同時(shí)以不同角度入射，在水滴內(nèi)亦以不同的角度反射。當(dāng)中以40至42度的反射最為強(qiáng)烈，造成我們所見到的彩虹。造成這種反射時(shí)，陽(yáng)光進(jìn)入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后離開水滴時(shí)再折射一次，總共經(jīng)過(guò)一次反射兩次折射。因?yàn)樗畬?duì)光有色散的作用，不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同，紅光的折射率比藍(lán)光小，而藍(lán)光的偏向角度比紅光大。由于光在水滴內(nèi)被反射，所以觀察者看見的光譜是倒過(guò)來(lái)，紅光在最上方，其他顏色在下。因此，彩虹和霓虹的高度不一樣，顏色的層遞順序也正好反過(guò)來(lái)。彩虹意旨光線經(jīng)過(guò)兩次折射一次反射，霓虹則是光線經(jīng)過(guò)兩次折射兩次反射。

　　三、變化

　　1.多重彩虹

　　大多數(shù)人因?yàn)闆](méi)有積極的去觀察而不會(huì)注意到霓，霓是經(jīng)常出現(xiàn)在主虹外側(cè)昏暗的第二道彩虹。霓是陽(yáng)光經(jīng)由雨滴內(nèi)兩次反射和兩次折射產(chǎn)生的，出線的角度在50–53°。兩次反射的結(jié)果，使得霓的色彩排列和虹的弧相反，藍(lán)色在外而紅色在內(nèi)。霓比虹暗弱，因?yàn)閮纱畏瓷洳粌H使得更多的光線逃逸掉，散布的區(qū)域也更為寬廣。在虹與霓之間未被照亮的天空，因?yàn)槭莵啔v山大最先描述的，所以被命名為亞歷山大帶。

　　更暗的第三道虹，甚至第四道虹，都曾經(jīng)被拍攝過(guò)。這些是陽(yáng)光在雨滴內(nèi)經(jīng)過(guò)三次或四次反射造成的。這些虹都出現(xiàn)在與太陽(yáng)同一側(cè)的天空，第三道和太陽(yáng)相距約40°，第四道則約為45°。因?yàn)殛?yáng)光的關(guān)系，用肉眼很難看見。

　　Felix Billet （1808–1882） 敘述過(guò)更高階的虹，他描繪出第19道虹的位置，并稱此種模式為"彩虹玫瑰"。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，使用更明亮的光線和準(zhǔn)直良好的激光，可以觀察到更高階的虹。據(jù)報(bào)吳等多人在1998年使用類似的方法，以氬離子激光光束達(dá)到200階的虹。

　　2.反射虹和被反射虹

　　當(dāng)彩虹出現(xiàn)在水面的物體上時(shí)，來(lái)自不同光路互補(bǔ)的兩個(gè)鏡弧可能分別出現(xiàn)在水面上和水面下。它們的名稱略有不同，如果水面是平靜的被反射虹將呈現(xiàn)鏡像出現(xiàn)在水面的地平線下方。陽(yáng)光在抵達(dá)觀測(cè)者之前首先受到雨滴的偏折，然后經(jīng)過(guò)水面的反射。被反射虹，至少是一部分，經(jīng)?？梢姡踔猎谛∷佣伎梢?。

　　當(dāng)陽(yáng)光在抵達(dá)雨滴前先被水面反射，它可能生成反射虹，如果水面夠大，整個(gè)表面也是平靜的，并靠近雨幕，反射虹便可能出現(xiàn)在地平線之上。它與正常的彩虹交會(huì)在地平線處，并且它的弧會(huì)在天空的較高處，因?yàn)樗闹行脑诘仄骄€之上，而正常彩虹的中心在地平線之下。由于需要上述條件的配合，反射虹是很罕見的。

　　如果反射的弧再被反射，并且霓反射弧和他的反射弧同時(shí)都出現(xiàn)，同時(shí)出現(xiàn)6條（或是8條）彩帶也是可能的。

　　3.全圓彩虹

　　全圓彩虹導(dǎo)因于雨滴對(duì)陽(yáng)光的“內(nèi)反射”所造成的，因?yàn)橛甑魏涂諝獾恼凵渎什煌瑢?dǎo)致。

【刷題鞏固】

　　例題：彩虹是太陽(yáng)光照射到空氣中的水滴時(shí)，光線被折射及反射，在天空中形成的拱形七彩光譜。下列關(guān)于彩虹的說(shuō)法正確的是：

　　A.冬天不易出現(xiàn)彩虹

　　B.水滴越大，彩虹越不明顯

　　C.彩虹上的藍(lán)光總在紅光上方

　　D.彩虹的明顯程度與陽(yáng)光強(qiáng)度無(wú)關(guān)

　　正確答案是A

　　解析

　　本題主要考查物理常識(shí)，涉及到彩虹相關(guān)知識(shí)。

　　A項(xiàng)正確，一般冬天的氣溫較低，在空中不容易存在小水滴，下陣雨的機(jī)會(huì)也少，所以冬天一般不容易有彩虹出現(xiàn)。

　　B項(xiàng)錯(cuò)誤，在陽(yáng)光強(qiáng)度一定的條件下，彩虹的明顯程度，取決于空氣中小水滴的大小。小水滴體積越大，形成的彩虹越鮮亮，小水滴體積越小，形成的彩虹就不明顯。

　　C項(xiàng)錯(cuò)誤，水對(duì)陽(yáng)光有色散作用，不同波長(zhǎng)的光的折射率有所不同。因?yàn)樗{(lán)光的折射率比紅光大，致使藍(lán)光的偏折程度大。所以紅光在最上方，其它顏色在下。

　　D項(xiàng)錯(cuò)誤，彩虹的明顯與否，一主要取決于在各色光的寬度上，寬度大就明顯，寬度小則各色光重疊不明顯；二與太陽(yáng)光的強(qiáng)度有一定關(guān)系，因?yàn)樘?yáng)光強(qiáng)可以影響各色光的亮度。因此彩虹明顯度與太陽(yáng)光強(qiáng)有關(guān)。

　　故正確答案為A。